Až dosud není znám žádný potvrzený případ zabití člověka meteoritem. Současně má i malé nebeské těleso, které, bohužel, napadlo zemskou atmosféru, má obrovský destruktivní potenciál srovnatelný s jadernými zbraněmi. Někdy, jak ukazují nedávné události, nás mohou hosté z nebe překvapit.
Ohnivá koule, která přeletěla nad Čeljabinskem a doslova a obrazně vydávala tolik hluku, ohromila každého svou neuvěřitelnou záři a rázovou vlnou, která rozpadla sklo, provedla bránu a odtrhla čelní panely ze stěn. O důsledcích bylo napsáno mnohem více, o podstatě tohoto jevu bylo řečeno mnohem méně. Abychom podrobněji porozuměli procesům, ke kterým dochází u malých nebeských těles, která se na své planetě Zemi setkaly, obrátil se „PM“na Ústav dynamiky geosfér Ruské akademie věd, kde již dlouho studovali a matematické modelování pohybu meteoroidů, tj. Nebeských těles vstupujících do zemské atmosféry. A tady je to, co se nám podařilo zjistit.
Vyrazil z opasku
Těla jako Čeljabinsk pocházejí z hlavního asteroidního pásu, který leží mezi oběžné dráhy Marsu a Jupiteru. Není to tak blízko Země, ale někdy je asteroidní pás otřesen kataklyzmy: v důsledku kolizí se větší objekty rozpadají na menší a některé trosky přecházejí do kategorie kosmických těl blízkých Zemi - nyní jejich oběžné dráhy procházejí orbitou naší planety. Někdy jsou nebeské kameny vyhozeny z pásu poruchami způsobenými velkými planetami. Jak ukazují údaje o trajektorii Čeljabinského meteoritu, představovalo takzvanou skupinu Apollo - skupinu malých nebeských těles pohybujících se kolem Slunce v eliptických drahách, které protínají orbitu Země, a jejich perihelion (tj. Nejbližší vzdálenost od Slunce) je menší než perihelion orbity Země.
Protože nejčastěji mluvíme o troskách, mají tyto objekty nepravidelný tvar. Většinu z nich tvoří skála zvaná „chondrite“. Toto jméno jí bylo dáno kvůli chondrulům - sférickým nebo eliptickým vměstkům o průměru asi 1 mm (méně často - více), obklopených troskami nebo jemně krystalickou matricí. Chondrity jsou různých typů, ale mezi meteoroidy se také nacházejí vzorky železa. Je zajímavé, že existuje méně kovových těles, ne více než 5% z celkového počtu, ale mezi nalezenými meteority a jejich troskami určitě převládá železo. Důvody jsou jednoduché: za prvé, chondrity se vizuálně obtížně odlišují od běžných zemních kamenů a je obtížné je odhalit, a za druhé, železo je silnější a šance na prolomení hustých vrstev atmosféry a nerozptýlení na malé fragmenty v železném meteoritu jsou větší.
Propagační video:
Neuvěřitelné rychlosti
Osud meteoroidu závisí nejen na jeho velikosti a fyzikálně-chemických vlastnostech jeho látky, ale také na rychlosti vstupu do atmosféry, která se může měnit v poměrně širokém rozmezí. V každém případě však mluvíme o ultravysokých rychlostech, které výrazně převyšují rychlost pohybu ani nadzvukových letadel, ale také orbitálních kosmických lodí. Průměrná rychlost vstupu do atmosféry je 19 km / s, avšak pokud meteoroid přijde do kontaktu se Zemí na tratích blízkých protijedoucí, může rychlost dosáhnout 50 km / s, tj. 180 000 km / h. Nejmenší rychlost vstupu do atmosféry bude, když se Země a malé nebeské těleso pohybuje, jak to bylo, na sousedních drahách, vedle sebe, dokud naše planeta nepřitáhne meteoroid.
Čím vyšší je rychlost vstupu nebeského těla do atmosféry, tím silnější je na něj zatížení, čím dále od Země se začne zhroutit, a vyšší pravděpodobnost, že se zhroutí před dosažením povrchu naší planety. V Namibii, obklopené pečlivě postaveným krytem ve tvaru malého amfiteátru, leží obrovský blok kovu, 84% železa, jakož i nikl a kobalt. Kousek váží 60 tun, zatímco je to největší pevný kus vesmírné hmoty, jaký kdy byl na Zemi nalezen. Meteorit padl na Zemi asi před 80 000 lety, aniž by po pádu opustil kráter. Pravděpodobně, kvůli nějaké shodě okolností, byla míra jeho pádu minimální, protože kovový meteorit Sikhote-Alin (1947,Primorsky Territory) se rozpadl na mnoho kusů a při pádu vytvořil celé kráterové pole a také obrovskou oblast rozptýlení malých úlomků, které se stále shromažďují v Ussurské tajze.
Co tam exploduje?
Ještě předtím, než meteorit spadne na zem, může být, jak jasně ukázal případ Čeljabinska, velmi, velmi nebezpečný. Nebeské těleso prasklo do atmosféry obrovskou rychlostí a generuje rázovou vlnu, ve které se vzduch zahřívá na teploty přes 10 000 stupňů. Záření nárazem zahřátého vzduchu způsobuje odpařování meteoroidu. Díky těmto procesům je obalena v halou zářícího ionizovaného plynu - plazmy. Za rázovou vlnou je vytvořena vysokotlaká zóna, která testuje sílu přední části meteoritu. Po stranách je tlak výrazně nižší. V důsledku výsledného tlakového gradientu se meteorit pravděpodobně začne zhroutit. Jak přesně se to stane, záleží na specifické velikosti, tvaru a strukturních vlastnostech daného meteoroidu: praskliny, vybrání, dutiny. Další věc je důležitá - když je ohnivá koule zničena, její průřezová plocha se zvětšuje, což okamžitě vede ke zvýšení uvolňování energie. Oblast plynu, kterou tělo zachycuje, se zvyšuje, čím dál více kinetické energie se přeměňuje na teplo. Rychlý růst uvolňování energie v omezeném prostoru v krátkém čase není ničím jiným než výbuchem. V okamžiku zničení se záře automobilu prudce zvyšuje (nastane jasný záblesk). A povrchová plocha rázové vlny a podle toho i hmota nárazem zahřátého vzduchu narůstá náhle.jako výbuch. V okamžiku zničení se záře automobilu prudce zvyšuje (nastane jasný záblesk). A povrchová plocha rázové vlny a podle toho i hmota nárazem zahřátého vzduchu narůstá náhle.jako výbuch. V okamžiku zničení se záře automobilu prudce zvyšuje (nastane jasný záblesk). A povrchová plocha rázové vlny a podle toho i hmota nárazem zahřátého vzduchu narůstá náhle.
Když konvenční nebo jaderná zbraň exploduje, rázová vlna má kulovitý tvar, ale v případě meteoritu to samozřejmě není. Když malé nebeské tělo vstoupí do atmosféry, vytvoří konvenčně kónickou rázovou vlnu (meteoroid je současně na špičce kužele) - přibližně stejný jako ten vytvořený před nosem nadzvukových letadel.
Rázová vlna generovaná ničením meteoritu může přinést mnohem větší potíže než pád velkých úlomků. Na fotografii - díra v ledu jezera Chebarkul, pravděpodobně propíchnutá kouskem Čeljabinského meteoritu.
Rozdíl je zde však již pozorován: letadlo má přece koncipovaný tvar a auto narážející do hustých vrstev nemusí být vůbec efektivní. Nesrovnalosti v jeho tvaru vytvářejí další turbulenci. S poklesem nadmořské výšky letu a zvýšením hustoty vzduchu se zvyšuje aerodynamické zatížení. Ve výškách asi 50 km jsou srovnatelné s silou většiny kamenných meteoroidů a meteoroidy se pravděpodobně začnou zhroutit. Každá samostatná fáze destrukce s sebou nese další uvolnění energie, rázová vlna má podobu silně zdeformovaného kuželu, drcení, díky kterému může během průchodu meteoritu dojít k několika následným nárůstům přetlaku, které jsou na zemi pociťovány jako řada silných tleskání. V případě Čeljabinska byly nejméně tři takové klapky.
Dopad rázové vlny na zemský povrch závisí na dráze letu, hmotnosti a rychlosti těla. Čeljabinský meteorit letěl podél velmi ploché trajektorie a jeho rázová vlna se dotkla pouze městských oblastí na okraji. Většina meteoritů (75%) vstupuje do atmosféry podél trajektorií nakloněných k zemskému povrchu pod úhlem více než 30 stupňů, a zde vše závisí na nadmořské výšce, ve které se vyskytuje hlavní fáze jejího zpomalení, obvykle spojená s ničením a prudkým zvýšením uvolňování energie. Pokud je tato výška velká, rázová vlna dopadne na Zemi v oslabené podobě. Pokud dojde k destrukci v nižších nadmořských výškách, může rázová vlna „vyčistit“obrovskou oblast, podobně jako k tomu dojde při atmosférickém jaderném výbuchu. Nebo jako při dopadu meteoritu Tunguska.
Jak se kámen odpařil
V padesátých letech minulého století, aby se simulovaly procesy probíhající během letu meteoroidu v atmosféře, byl vytvořen originální model, který sestával z detonační šňůry (simulující fázi letu před zničením) a náboje připojeného k jejímu konci (simulace expanze). Měděné dráty představující les byly upevněny svisle pod modelem mosazného povrchu. Experimenty ukázaly, že v důsledku detonace hlavního náboje daly ohýbané dráty velmi realistický obraz lesní těžby, podobný tomu, který byl pozorován v oblasti Podkamennaya Tunguska. Stopy meteoritu Tunguska dosud nebyly nalezeny a lidová hypotéza, že tělo, které se v roce 1908 srazilo se Zemí, bylo ledovým jádrem malé komety, se vůbec nepovažuje za jediný spolehlivý. Moderní výpočty ukazují, že tělo s větší hmotností vstupující do atmosféry,ponoří se hlouběji do fáze před zpomalením a její fragmenty jsou vystaveny silnému záření po delší dobu, což zvyšuje pravděpodobnost jejich odpařování.
Meteorit Tunguska by mohl být kámen, avšak při relativně nízké nadmořské výšce by mohl vytvořit oblak velmi malých úlomků, které se odpařily z kontaktu s horkými plyny. Pouze rázová vlna dosáhla země, která způsobila destrukci na ploše více než 2000 km², srovnatelné s působením termonukleárního náboje o výkonu 10-20 Mt. To se týká jak dynamických dopadů, tak i požárů tajgy generovaných světelným zábleskem. Jediným faktorem, který v tomto případě nefungoval, na rozdíl od jaderného výbuchu, je záření. Akce čelní části rázové vlny v sobě zanechala vzpomínku ve formě „telegrafního lesa“- kmeny vzdorovaly, ale každá větev byla odříznuta.
Navzdory skutečnosti, že meteority padají na Zemi poměrně často, statistika instrumentálních pozorování vstupu malých nebeských těles do atmosféry je stále nedostatečná.
Podle předběžných odhadů je uvolňování energie během ničení meteoritu Čeljabinsk považováno za ekvivalent 300 kt TNT, což je asi 20krát více, než energie uranu „Malysh“klesla na Hirošimu. Pokud by trajektorie letu automobilu byla téměř svislá a místo pádu by dopadlo na rozvoj měst, bylo by nevyhnutelné kolosální ztráty a zničení. Jak velké je tedy riziko recidivy a měla by být hrozba meteoritu brána vážně?
Užitečné preventivní opatření
Ano, ani jediný meteorit naštěstí nikoho nezabil, ale hrozba z nebe není tak zanedbatelná, aby byla ignorována. Nebeská těla typu Tunguska padají na Zemi asi jednou za 1000 let, což znamená, že v průměru každý rok kompletně „vyčistí“2,5 km² území. Pád těla typu Čeljabinsk byl zaznamenán naposledy v roce 1963 v oblasti ostrovů Jihoafrické republiky - pak uvolnění energie během ničení bylo také asi 300 kt.
V současné době má astronomická komunita za úkol identifikovat a sledovat všechna nebeská tělesa větší než 100 m napříč oběžnými dráhami blízkými Zemi. Menší meteoroidy však mohou také způsobovat potíže, jejichž celkové monitorování zatím není možné: vyžaduje to speciální a četné pozorovací přístroje. Dosud byl pomocí astronomických přístrojů pozorován vstup pouze 20 meteoroidních těl do atmosféry. Existuje pouze jeden známý případ, kdy byl předpovězen pokles relativně velkého meteoritu (v průměru asi 4 m) asi za den (v říjnu 2008 poklesl v Súdánu). A mezitím varování před kosmickým kataklyzmatem ani za den není vůbec špatné. Pokud hrozí, že nebeské těleso dopadne na osadu, může být osada evakuována do 24 hodin. A samozřejmě, na něco stačí denpřipomenout lidem znovu: pokud na obloze vidíte jasný záblesk, musíte skrýt a nepřilepit obličej ke sklu.
Oleg Makarov